Intelligente Gaszähler: Wie intelligente Durchflussmesser konzipiert sind und funktionieren + Merkmale der Installation neuer Zähler

Digitale Technologien eröffnen neue Möglichkeiten, genaue Informationen über den Verbrauch von Strom, Wasser, Gas und anderen Energieressourcen der Bevölkerung zu erhalten. Und jetzt bietet der Markt den Verbrauchern intelligente Gaszähler an, die den Verbrauch mit hoher Genauigkeit messen können.

Darüber hinaus gewährleistet die neue Geräteklasse neben genauen Messungen eine vollständige Übertragung der Messinformationen ohne Einbeziehung von Personen – Gasverbrauchern. Doch wie funktioniert so ein Zähler und ist es möglich, ihn selbst zu installieren?

Wir werden diese Fragen in unserem Artikel aufwerfen – wir werden uns mit dem Aufbau und der Funktionsweise neuer Zähler befassen, wir werden über Installationsregeln und Vorbereitung für den Betrieb sprechen. Wir werden das präsentierte Material durch thematische Fotos und Videos ergänzen.

Was ist ein intelligenter Durchflussmesser?

Versuchen wir gemeinsam herauszufinden, was ein neuer intelligenter Gaszähler ist und wie er funktioniert. Daher sollte der Begriff „smart“, wenn er auf ein neues Messgerät angewendet wird, einfach als die Funktionalität moderner Elektronik auf Basis eines Mikroprozessors verstanden werden.

Die Steuerung verschiedener Arten von Geräten durch Mikroprozessoren (im Wesentlichen Computer) ist ein Phänomen, das bereits alltäglich geworden ist. Jetzt sind die Gaszähler direkt an der Reihe, die bis vor Kurzem größtenteils noch mechanisch waren.Kombiniert man aber die smarte Steuerung mit der Metering-Funktion, erhält man einen Smart Meter.

Ein Beispiel für ein Gasmessgerät nach dem mechanischen Funktionsprinzip. Geräte dieser Art werden den Bedürfnissen der modernen Volkswirtschaft nicht vollständig gerecht.

Wenn wir die Idee der Installation vollständig intelligenter Gaszähler umsetzen, werden wir einen ernsthaften Durchbruch im Bereich der Messung des Gasverbrauchs der Bevölkerung erzielen. Wir empfehlen Ihnen auch, es zu lesen Gasverbrauchsnormen.

Bei der Installation von Smart Metering-Geräten wird Folgendes sichergestellt:

• hohe Messgenauigkeit;
• hohe Gerätezuverlässigkeit;
• zuverlässiger Schutz vor unbefugtem Zugriff;
• Vielseitigkeit der Installation;
• automatische Übermittlung von Informationen.

Das neue intelligente Gerät kann aufgrund seiner Fähigkeit, druckunabhängige Gasvolumenmessungen durchzuführen, eine Selbstdiagnose durchzuführen und äußere Einflüsse aus der Ferne zu erkennen und aufzuzeichnen, wirklich als „smart“ bezeichnet werden.

Der intelligente Gaszähler ermittelt selbstständig die Kenndaten Haushaltsgas, Ankunft in unseren Wohnungen, unterhält ein Archiv mit Informationen zu Messungen und technischen Ereignissen.

Geräteaufbau und Funktionsprinzip

Es gibt eine Reihe von Entwicklungen intelligenter Gaszähler, die sowohl von Spezialisten aus dem Ausland als auch von inländischen Spezialisten durchgeführt werden.

Nach den Informationen für das erste Quartal 2019 zu urteilen, sind inländische Entwickler jedoch noch nicht bereit, Geräte auf den kommerziellen Markt zu bringen, die alle Anforderungen an ein intelligentes Gerät vollständig erfüllen.

Es gibt mehrere Geräte von inländischen Unternehmen, die in etwa den Designs intelligenter Gaszähler ähneln:

• „Großartig“ – SPI G4 – G10;
• „Vektor“ – T G4;
• SGBET „Sigma“ G1.6 –G10;
• „Omega“ ETC GSM G1.6 – G4;
• SGBU G1.6 - G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Tatsächlich sind alle diese Geräte Prototypen alter mechanischer Systeme, lediglich ergänzt durch ein elektronisches Modul. Dementsprechend bieten sie nicht den vollen Funktionsumfang eines Smart Devices.

Allerdings gibt es für 2019 Entwicklungen, auf die wir im Folgenden ausführlich eingehen.

Der Grand-Gaszähler ist ein Versuch, ein intelligentes Gerät zu implementieren. Infolgedessen stellte sich heraus, dass das Gerät funktionierte, aber nicht alle Anforderungen einer wirklich intelligenten Elektronik ausreichend erfüllte

Importierte Messmodule, beispielsweise Produkte von Metrix (Apator), erfüllen grundsätzlich die genannten Anforderungen an intelligente Software.

Nach Angaben inländischer Experten entsprechen Gaszähler von Apator und anderen ausländischen Unternehmen jedoch nicht den Gasvolumenmessungen für Standardbedingungen (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Option Nr. 1 – Metrix-Durchflussmesser

Ein Beispiel für einen importierten intelligenten Gaszähler können vielleicht bereits einige neue Produkte der Firma Apator aus der Metrix-Produktreihe sein.

Besonders hervorzuheben sind zwei Entwicklungen: das intelligente Modul UniSmart und das Hybridsystem HybridSmart.

Vorstellung eines Zusatzmoduls der Klasse „UniSmart“, das zur Ausstattung eines herkömmlichen mechanischen Gasmessgeräts mit Membrantyp bestimmt ist

Die erste Entwicklung von „UniSmart“ wird als Zusatzmodul vorgestellt, das ein bestehendes Messgerät, beispielsweise die „UG“-Serie, ergänzt. Das Modul unterstützt das Protokoll (WMB) der Norm EN13757-4, was die Anschlussfähigkeit an Geräte anderer Hersteller gewährleistet.

Das Modul wird direkt an den Gaszähler angeschlossen und fungiert funktionell wie ein Reed-Schalter (Impulssensor).Eine Umdrehung der mechanischen Zähltrommel entspricht einem Sensorimpuls – so liest das „UniSmart“-Modul Daten aus.

Um die gelesenen Daten an den Server zu übertragen, wird der Betrieb eines Funkkanals organisiert – eine im Modul eingebaute Elektronik. Alle notwendigen Betriebsparameter des Moduls sind vorprogrammiert und in der „Firmware“ (Speicherchip) des Geräts gespeichert. Firmware-Daten können bei Bedarf auch aus der Ferne geändert werden.

Ein fortschrittlicheres Gerät aus der „Smart“-Serie von Messgeräten, das eine nahezu vollständige Baugruppe darstellt, einschließlich eines Messgeräts, das mit digitalen intelligenten Funktionen ausgestattet ist

Die zweite Entwicklung ist „HybridSmart“. Tatsächlich ist das Gerät ein Analogon zum ersten „UniSmart“-Gerät, mit dem einzigen Unterschied, dass diese Version ein einteiliges „Zwei-in-Eins“-Design verwendet. Das heißt, der Gaszähler und das funktionale intelligente Modul bilden eine einzige Baugruppe.

Option Nr. 2 – mikrothermisches Smart Meter

Bei der Neuentwicklung des russischen Unternehmens Technomer (Arzamas) handelt es sich um ein mikrothermisches Gerät zur direkten Messung des fließenden Erdgasvolumens.

Merkmale des intelligenten Durchflussmessers

Das Gerät erfüllt vollständig die Standardbedingungen zur Messung von Volumeneinheiten (T= + 20 °C, P= 101,3 kPa). Die Parameter werden über das Mobilfunkkommunikationssystem (GRPS) an den Remote-Server übermittelt.

Aufbau eines intelligenten Gaszählers – ein Produkt der Firma Technomer: 1 – Elektronikplatine; 2 – Sensor mit mikrothermischen Eigenschaften zur Messung des Gasvolumens; 3 – Gerätekörper (Aluminium); 4 – Kunststoffabdeckung

Das Bild oben zeigt den Aufbau eines Mikrothermalmessgeräts aus einer Reihe intelligenter Geräte.

Wie auf dem Bild zu sehen ist, sind die Hauptkomponenten des Geräts:

• langlebiger, zuverlässiger Körper;
• eingebauter mikrothermischer Sensor;
• Elektronikmodul;
• LCD-Kontrolldisplay;
• Schutzgehäuse (Abdeckung) des Elektronikmoduls und des Displays.

Die Elektronikplatine enthält einen Mikrocontroller, entsprechende elektronische Komponenten und eine angeschlossene Digitalanzeige (Kontrollanzeige). Die Elektronik der Platine übernimmt sowohl den Messvorgang als auch die Datengenerierung/-übertragung (eingebautes Telemetriemodul).

Wie funktioniert ein Mikrothermometer?

Das Umrechnungsgerät für den volumetrischen Gasdurchfluss im Messgerätdesign ist ein mikrothermischer Sensor. Konkret kommt bei der Entwicklung der Firma Technomer ein Sensor der SGM6xxx-Serie (ein Produkt Schweizer Hersteller) zum Einsatz.

Es misst das vorbeiströmende Medium nach dem kalorimetrischen Prinzip. Hergestellt mit MEMS-Technologie, die hohe Leistungseigenschaften gewährleistet.

Blockschaltbild eines mikrothermischen Sensors zur Messung des Gasflusses: 1 – Arbeitskanal; 2 – Heizelement; 3 – Siliziumwafer (Substrat); 4 – Ausgleichskanal; 5 – Temperatursensoren; 6 – Gasfluss

Der Sensor funktioniert wie folgt: Im Weg des Erdgasstroms (Arbeitskanal) ist ein modulares Sensorelement, bestehend aus einer Heizung und einem Paar Temperatursensoren, auf einem Siliziumsubstrat installiert. Der vorbeiströmende Gasstrom wird direkt im Einbauteil der Temperatursensoren erhitzt.

Dadurch weist der gedrosselte Gasstrom eine leicht unterschiedliche Temperatur auf, wodurch ein Temperaturunterschied entsteht.Theoretisch handelt es sich dabei um einen recht komplexen physikalischen Vorgang, aber die Hauptsache ist, dass er funktioniert, und zwar sehr effizient hinsichtlich der Messgenauigkeit.

Option Nr. 3 – Gaszähler für eine Smartcard

Am Beispiel des Produkts Actaris betrachten wir ein weiteres völlig modernes Gerät, nämlich einen Balgengaszähler, ergänzt um eine Zahlungskontrolle.

Eine Besonderheit dieser Konstruktion ist das Vorhandensein eines Absperrventils im Gerätedesign, das beispielsweise im Notfall automatisch die Gaszufuhr unterbricht.

Das gleiche Gestaltungselement wird jedoch erfolgreich zur Sperrung im Falle der Nichtzahlung der Gasprobenahme durch den Verbraucher eingesetzt.

Ausführung eines Haushaltsgaszählers, ergänzt um einen Smartcard-Leser. Das eingebaute Lesemodul fungiert als Gasversorgungsblocker, sowohl im Falle eines Unfalls, unbefugten Zugriffs als auch bei Zahlungsverzug

Ein solcher Durchflussmesser umfasst eine Vorrichtung zum Auslesen von Daten von einer Karte. Dabei handelt es sich um die Kunststoff-Smartcard des Abonnenten, die zusätzlich zum vom Benutzer installierten Zähler geliefert wird.

Obwohl es tatsächlich ein mechanisches Gasverbrauchsüberwachungssystem gibt, wurde das Gerät dank der Installation eines Smartcard-Lesemoduls in ein halbautomatisches System umgewandelt.

Der Benutzer muss lediglich die Kredit-Smartcard in den entsprechenden Steckplatz einführen. Das Gerät liest automatisch die erforderlichen Informationen und hebt Geld ab, um den Gasverbrauch im Haushalt zu bezahlen. Wenn das Guthaben aufgebraucht ist und der Benutzer sich nicht rechtzeitig um die Auffüllung des Kontos kümmert, unterbricht der Smart Meter sofort die Gasversorgung eines bestimmten Abonnenten.

Energieauffüllung eines Smart Meters

Intelligente Durchflussmesser sind wie einfache elektronische Durchflussmesser völlig autonom – sie erfordern keinen zusätzlichen Netzstrom. Die Autonomie der Geräte wird durch ein Batteriepaar gewährleistet.

Das Hauptenergieelement ist insbesondere eine Li-SOC12-Batterie (Lithium-Thionylchlorid), während die Backup-Batterie eine Li-MnO-Batterie ist₂ (Lithiummanganoxid).

Die Hauptenergiequelle eines intelligenten Gaszählers ist eine Batteriezelle auf Basis von Lithium-Thionylchlorid (Li-SOC12). Gewährleistet zehn Jahre lang die Leistung intelligenter Zähler

Die Hauptbatterie erzeugt 3,6 Volt und ist eine herausnehmbare und vollständig austauschbare Komponente. Die zweite (Backup-)Batterie ist fest in der Elektronikplatine montiert und bietet daher keine Austauschbarkeit.

Diese 3-Volt-Stromquelle wird beim Austausch der Hauptbatterie an das System angeschlossen, was die Sicherheit der technologischen Parameter des Geräts gewährleistet.

Laut Herstellerangaben reicht die Hauptstromquelle aus, um das Messgerät bis zu 10 Jahre lang zu betreiben. Daher fällt der Batteriewechsel in der Regel mit der Geräteüberprüfung zusammen, die in der Regel alle 5-6 Jahre durchgeführt wird. Die Funktionalität der Backup-Batterie wird bei Fehlen der Hauptbatterie für 1 Jahr garantiert.

Regeln für die Installation neuer Zähler

Unter Berücksichtigung der mehrdeutigen Betriebsbedingungen von Geräten unterliegen Gaszähler, einschließlich „intelligenter“ Ausführungen, einer entsprechenden Regelung Unterkunftsstandards in Bezug auf andere Gasgeräte und Installationsvorschriften (Anforderungen).

Die Vorgehensweise bei der Installation eines Geräts zur Überwachung der verbrauchten Haushaltsgasmengen geht traditionell mit der Einhaltung der einschlägigen Normen und Vorschriften einher. Bei intelligenten modernen Zählern lassen sich diese Regeln leicht durchsetzen

Insbesondere für ein von Technomer hergestelltes Gerät gelten folgende Anforderungen:

1. Das Gerät sollte in geschlossenen Hauswirtschaftsräumen oder im Extremfall im Freien unter einem speziell ausgestatteten Vordach installiert werden. Das Messgerät muss zuverlässig vor direkter Sonneneinstrahlung und Niederschlag geschützt werden.
2. Es ist möglich, das Gerät sowohl an vertikal als auch horizontal verlegten Rohrleitungen zu montieren, wobei es egal ist, in welchem ​​Winkel die Installation erfolgt.
3. Wenn die Installation an einem Abschnitt eines horizontalen oder vertikalen Rohrs erfolgt, wird die Richtung des Gasflusses durch das Messgerät möglicherweise nicht berücksichtigt. Das heißt, das Gerät kann in jeder beliebigen Richtung platziert werden. Der Hersteller empfiehlt jedoch, die auf dem Messgerätegehäuse angegebene Anleitung zu befolgen.
4. Es ist nicht akzeptabel, den Zähler an den tiefsten Stellen der Gasleitung zu installieren, da bei dieser Installationsmöglichkeit die Gefahr der Kondensatansammlung besteht.
5. Wenn Kontrollproben das Vorhandensein von Wasser im Haushaltsgas zeigen, muss das Kontrollmessgerät an einer vertikal angeordneten Rohrleitung montiert werden, wobei die Durchflussrichtung von oben nach unten gewählt werden muss.

Wenn in Wohnungen an einem bestimmten Standort ein neuer Gaszähler installiert werden soll, sollte der Zähler vor möglichen Stößen, Vibrationen und anderen mechanischen Einflüssen geschützt werden.

Auch für den Fall Übertragung des Durchflussmessers Wir dürfen die genehmigten Übertragungsregeln nicht vergessen.

Intelligenter Gasdurchflussmesser der Geräteserie „SMT Smart G4“ und „Registrierungspunkte“ nach der Installation: 1 – Punkt zum Anbringen des Siegels der Organisation, die die Überprüfung durchführt; 2 – Befestigungspunkt des Kontrollsiegels der Organisation, die den Verbraucher mit Gas versorgt; 3 – Dichtungspunkt des Geräteeingangsanschlusses

Die Installationsanforderungen schreiben weder einen bestimmten Wert für den Nenndurchmesser des Rohrs vor, noch legen sie Regeln für die Aufrechterhaltung der Ausrichtung der Düsen und Rohre des Durchflussmessers fest. Es gibt auch keine besonderen Anforderungen an den Rundheitsgrad der Rohre oder das Vorhandensein von Vorsprüngen an den Stellen, an denen der Zähler auf die Gasleitung trifft.

Vorbereitung für Betrieb und Inbetriebnahme

Gemäß den festgelegten Regeln umfasst die Vorbereitung eines Smart Meters nach der Installation für die Inbetriebnahme die Durchführung eines Verfahrens zur Überprüfung der montierten Einheit auf Undichtigkeiten.

Hierzu kommen handelsübliche Mittel zum Einsatz – zu Hause, Seifenschaum, beruflich – Gaslecksensoren.

Nach der Prüfung wird das Gerät in Betrieb genommen. Empfohlene Startmethode – sanftes Öffnen Gasabsperrventil auf der Leitung, in der der Zähler installiert ist.

Es ist darauf zu achten, dass der Arbeitsbereich des Smart Meters ohne starken Druckanstieg gefüllt wird, um die empfindlichen Komponenten des Systems nicht durch einen pneumatischen Schlag zu beschädigen.

Wir empfehlen Ihnen außerdem, sich mit den Standards und vertraut zu machen Versiegelungsregeln Gaszähler.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Neuheiten sind für potenzielle Benutzer oder Verbraucher immer etwas beängstigend. Vor dem technischen Fortschritt gibt es jedoch kein Entrinnen. Darüber hinaus fördert die Technologie die Servicekomponente deutlich.

Durch die Installation eines intelligenten Gaszählers in der eigenen Wohnung entlastet sich ein potenzieller Verbraucher von der Aufgabe, ständig Daten zu überwachen und Informationen zum Zeitpunkt der Anfrage zu übermitteln. Es ist einfach zu installieren und zu verwenden und äußerst einfach zu warten.

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